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厌 氧性处理方法及装置

阅读：279发布：2024-02-27

专利汇可以提供厌氧性处理方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种可实现低成本化的厌氧性处理方法及装置，其使厌氧性消化装置小型化，且使磷、硅氧烷等析出物的产生得以降低，将废水处理设备等中产生的污泥稳定且有效地厌氧性消化，且可有效地回收生物气（尤其甲烷气体），且能够有效地将消化污泥脱水。具体而言，本发明涉及一种厌氧性处理方法及用于实施上述处理方法的装置，所述方法包括：将在污泥中添加絮凝剂而制备的絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12%的污泥浓缩物和分离液的预处理工序；将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化工序；将该厌氧性消化工序中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自所述分离液以及水中的至少任一种混合，制备消化污泥絮凝物的工序；以及对将该消化污泥絮凝物固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的工序。，下面是厌氧性处理方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种厌氧性处理方法，其包括：
将在污泥中添加絮凝剂而制备的絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12wt％的污泥浓缩物和分离液的预处理工序，所述污泥是选自由废水处理设备的最初沉淀池产生的初沉污泥和最终沉淀池产生的剩余污泥中的至少一种；
将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化工序，所述厌氧性消化工序包括：在处理温度30～60℃、HRT1～3天的条件下进行可溶化和酸发酵处理的前段消化工序；以及以处理温度30～60℃、HRT12～15天、且相对于污泥的SS(悬浮颗粒)的粗浮游物含有率为3～20wt％的方式进行甲烷发酵处理，制备厌氧性消化污泥的甲烷发酵工序；
将该厌氧性消化工序中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和所述分离液混合，制备消化污泥絮凝物的消化污泥絮凝工序；
将该消化污泥絮凝物固液分离制备消化污泥浓缩物和分离液的消化污泥浓缩工序；以及
对固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的工序。
2.根据权利要求1所述的厌氧性处理方法，其中，所述絮凝污泥通过使用相对于污泥的SS(悬浮颗粒)为0.2～1.0wt％的絮凝剂来制备。
3.根据权利要求1所述的厌氧性处理方法，其中，将从外部运进的有机性废液或废弃物调整至浆料TS浓度1～15wt％，输送到所述厌氧性消化工序中，在达到相对于所述污泥浓缩物的TS为120wt％以下的浆料TS比的混合条件下进行厌氧性消化。
4.根据权利要求1所述的厌氧性处理方法，其中，所述厌氧性消化工序包括：在处理温度30～60℃、HRT1～3天的条件下对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的前段消化工序；以及将该前段消化工序中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理，制备所述厌氧性消化污泥的甲烷发酵工序，
将从外部运进的有机性废液或废弃物调整至浆料TS浓度1～15wt％，输送到所述厌氧性消化工序中，在达到相对于所述污泥浓缩物的TS为120wt％以下的浆料TS比的混合条件下进行厌氧性消化。
5.根据权利要求1所述的厌氧性处理方法，其中，所述消化污泥浓缩物通过在由絮凝剂注入工序和后续的固液分离工序构成的工序内至少进行2次絮凝剂注入工序来制备。
6.根据权利要求1所述的厌氧性处理方法，其中，所述厌氧性消化工序包括：在处理温度30～60℃、HRT1～3天的条件下对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的前段消化工序；以及将该前段消化工序中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理，制备所述厌氧性消化污泥的甲烷发酵工序，
将从外部运进的有机性废液或废弃物调整至浆料TS浓度1～15wt％，输送到所述厌氧性消化工序中，在达到相对于所述污泥浓缩物的TS为120wt％以下的浆料TS比的混合条件下进行厌氧性消化，
所述消化污泥浓缩物通过在由絮凝剂注入工序和后续的固液分离工序构成的工序内至少进行2次絮凝剂注入工序来制备。
7.一种厌氧性处理装置，其包括：
贮存污泥的污泥贮存装置，所述污泥是选自由废水处理设备的最初沉淀池产生的初沉污泥和最终沉淀池产生的剩余污泥中的至少一种；
在来自污泥贮存装置的污泥中添加絮凝剂而制备絮凝污泥的絮凝槽；
固液分离为污泥浓度4～12wt％的污泥浓缩物和分离液的预处理污泥浓缩装置；
将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化装置，所述厌氧性消化装置具备：在处理温度30～60℃、HRT1～3天的条件下进行可溶化和酸发酵处理的可溶化和酸发酵处理装置；以及以处理温度30～60℃、HRT12～15天、且相对于污泥的SS(悬浮颗粒)的粗浮游物含有率为3～20wt％的方式进行甲烷发酵处理，制备厌氧性消化污泥的甲烷发酵装置；
将该厌氧性消化装置中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和所述分离液混合而制备消化污泥絮凝物的消化污泥絮凝装置；
将来自该预处理污泥浓缩装置的分离液输送至该消化污泥絮凝装置的配管；
将该将该消化污泥絮凝物固液分离而获得消化污泥浓缩物和分离液的絮凝污泥浓缩装置；以及
对获得的消化污泥浓缩物进行脱水的装置。
8.根据权利要求7所述的厌氧性处理装置，其具备将絮凝剂供给到从所述污泥贮存装置排出的污泥中的机构和用于输送污泥的配管。
9.根据权利要求7或8所述的厌氧性处理装置，其中，所述可溶化和酸发酵处理装置和所述甲烷发酵装置的处理温度为30～60℃。
10.根据权利要求7或8所述的厌氧性处理装置，其进一步具备制备消化污泥浓缩物的装置，所述制备消化污泥浓缩物的装置具备：通过所述絮凝剂制备絮凝污泥的污泥絮凝处理装置、通过将该絮凝污泥固液分离而制备浓缩絮凝污泥的装置、通过絮凝剂由该浓缩絮凝污泥制备再浓缩絮凝污泥的装置。
11.根据权利要求7或8所述的厌氧性处理装置，其中，所述厌氧性消化装置包括：对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的可溶化和酸发酵处理装置、以及对在该可溶化和酸发酵处理装置中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理的甲烷发酵装置，所述厌氧性处理装置进一步具备制备消化污泥浓缩物的装置，所述制备消化污泥浓缩物的装置具备：通过所述絮凝剂制备絮凝污泥的污泥絮凝处理装置、通过将该絮凝污泥固液分离而制备浓缩絮凝污泥的装置、通过絮凝剂由该浓缩絮凝污泥制备再浓缩絮凝污泥的装置。
12.根据权利要求7所述的厌氧性处理装置，其具备：
对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的可溶化和酸发酵处理装置、以及对在该可溶化和酸发酵处理装置中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理的甲烷发酵装置；
贮存从外部运进的有机性废液或废弃物的外部生物气贮存装置；以及将从该外部生物气贮存装置排出的生物气导入到选自由所述污泥贮存装置、所述可溶化和酸发酵处理装置、和所述甲烷发酵装置组成的组中的至少任一种装置中的机构和配管。
13.根据权利要求7所述的厌氧性处理装置，其具备：
对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的可溶化和酸发酵处理装置、以及对在该可溶化和酸发酵处理装置中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理的甲烷发酵装置；
制备消化污泥浓缩物的装置，所述制备消化污泥浓缩物的装置具备：通过所述絮凝剂制备絮凝污泥的污泥絮凝处理装置、通过将该絮凝污泥固液分离而制备浓缩絮凝污泥的装置、通过絮凝剂由该浓缩絮凝污泥制备再浓缩絮凝污泥的装置；
贮存从外部运进的有机性废液或废弃物的外部生物气贮存装置；以及将从该外部生物气贮存装置排出的生物气导入到选自由所述污泥贮存装置、所述可溶化和酸发酵处理装置、和所述甲烷发酵装置组成的组中的至少任一种装置中的机构和配管。

说明书全文

厌氧性处理方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及污泥的厌氧性处理方法及装置。

背景技术

[0002] 与需氧性处理相比，污泥的厌氧性消化处理的污泥产生量少，病原微生物、寄生虫卵可迅速地杀灭和稳定化，不需要氧的供给，动力消耗量少，可获得以甲烷气体为主成分的生物气，因此是自古以来就作为节能的处理方法应用的技术。另一方面，厌氧性消化槽设备必需为大容量，在消化污泥的处理中化学品费用高昂，且污泥是难脱水性的，脱水污泥含水率不容易降低，因此也是问题较多的技术。

[0003] 因此，作为现有的污泥处理方法，不是将污泥厌氧性消化，而是要么脱水后填埋，要么脱水后焚烧处理的事例还很多。例如，作为现有的污泥的厌氧性处理，可列举出图6中所示的方框流程图中示出的处理。以下说明该流程。

[0004] 污泥1被输送到贮存装置2中，接着，污泥1被输送到固液分离装置6中，固液分离为污泥浓缩物7与分离液8，污泥浓缩物7被输送到厌氧性消化装置9中，通过污泥的厌氧性消化，生成生物气10和厌氧性消化污泥11，生物气10被输送到生物气罐101中，接着，生物气10被输送到气体利用设备102（例如，燃气涡轮、生物气锅炉、煤气灯、干燥机热源等）或者剩余气体燃烧装置103中。厌氧性消化污泥11被输送到消化污泥絮凝物制备装置12中，在分离出分离液14的同时，制备消化污泥絮凝物15，消化污泥絮凝物15被输送到脱水装置16中，在分离出分离液17的同时制备脱水滤饼18。分离液8、分离液14和分离液17被输送到废水处理设备104等中。在消化污泥絮凝物制备装置12中，大多添加絮凝剂。

[0005] 另一方面，专利文献1中提出了一种粪尿、厨房垃圾、污泥的处理方法，通过该处理方法，将有机性废水处理设施的污泥、净化槽污泥等污泥、粪尿、含有动植物残渣的厨房垃圾节能处理，同时，将粪尿、净化槽污泥中的非卫生性筛渣卫生性堆肥化或固形燃料化，所述处理方法包括以下工序：(a)将混杂污泥的粪尿固液分离的预处理工序；(b)将处理工序中分离的固形物不脱水而直接厌氧性消化的厌氧性消化工序；(c)将含有动植物残渣和固形物的厨房垃圾厌氧性消化的厌氧性消化工序；(d)将厌氧性消化工序流出液脱水分离为固形物和分离水的脱水工序；(e)将预处理工序的分离水、来自脱水工序的分离水生物学氧化、脱氮的生物处理工序。

[0006] 专利文献2中提出了一种污泥处理方法及其系统，通过该处理方法，将由废水处理产生的初沉污泥和剩余污泥两种污泥在一个系统中浓缩处理，同时通过后续的脱水工序浓缩、维持至最适污泥浓度，从而最大限度发挥这些废水污泥的浓缩、脱水工艺的总效率，所述处理方法包括：将由废水处理设备的最初沉淀池产生的初沉污泥和最终沉淀池产生的剩余污泥混合、贮存，在该混合污泥中添加絮凝剂，进行一次絮凝处理，接着，将完成了一次絮凝处理的混合污泥浓缩处理，使得其污泥浓度达到6～8%，接着，在浓缩处理后的混合污泥中添加絮凝剂，进行二次絮凝处理，进一步对进行了二次絮凝处理的混合污泥实施脱水处理。

[0007] 另外，专利文献3中，提出了一种提高固液分离装置的输送能力，并且增大挤压压榨效果的缝隙型浓缩机。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特开平10-216785号公报

[0011] 专利文献2：日本特开2007-264758号公报

[0012] 专利文献3：日本特开2003-211293号公报

发明内容

[0013] 发明要解决的问题

[0014] 废水处理设备等中产生的污泥的厌氧性消化处理中，通常由于HRT（水力停留时间：Hydraulic retention time）为20～30天，因此，需要大容量的厌氧性消化槽是最大的3
问题。例如，在污泥TS（Total Solids）浓度3wt%、处理量100m/天的污泥处理中，需要设
3
计通常2000～3000m的大型的厌氧性消化槽。另外，在消化污泥处理中，具有污泥絮凝、脱水处理所需的化学品费用增高，且污泥变成难脱水性的，污泥含水率也不容易降低的问题。
这是因为，在污泥的厌氧性消化中，由于蛋白质被分解，生成氨态氮，M碱度（达到pH4.8的酸消耗量）也增高到大约3,000mg CaCO3/L以上，偏离了被认为是污泥絮凝的最适pH条件的弱酸性区域。此外，存在的问题是，由于污泥消化，污泥中的粗浮游物（纤维成分）一起被分解，因此，大大有助于污泥脱水时的脱水的粗浮游物含量下降，脱水滤饼含水率增高。此外，还存在厌氧性消化槽、配管等中发生磷、钙等析出物的问题。另外，排水中含有的硅通常是源自洗发水、护发素、化妆品等中含有的硅油等硅化合物的硅氧烷的形态。硅氧烷是指主骨架为Si-O-、侧链上有烃基的具有硅-氧键的有机化合物。作为硅氧烷，例如可列举出硅原子为2～6、烃基为甲基等的线状或环状硅氧烷。由于硅氧烷在水中的溶解度低，将污水污泥厌氧性消化时，分配迁移到生物气中，因此，在发电利用生物气时，在燃气发动机等发电设备、外围设备中形成污垢而析出，已知有许多导致发电效率降低、设备维护产生不良影响的事例，其防止对策变得重要。

[0015] 本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供一种实现低成本化的厌氧性处理方法及装置，其使厌氧性消化装置小型化，且使包括磷、钙、硅氧烷（具有硅氧烷键的硅化合物）等的析出物的产生降低，将废水处理设备等中产生的污泥稳定且有效地厌氧性消化，且可有效地回收生物气（尤其甲烷气体），且能够有效地将消化污泥脱水。

[0016] 用于解决问题的方案

[0017] 根据本发明，提供了以下的厌氧性处理方法及厌氧性处理装置。

[0018] 1）一种厌氧性处理方法，其包括：将在污泥中添加絮凝剂而制备的絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12wt%的污泥浓缩物和分离液的预处理工序；将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化工序；将该厌氧性消化工序中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自所述分离液以及水中的至少任一种混合，制备消化污泥絮凝物的工序；以及对将该消化污泥絮凝物固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的工序。

[0019] 2）一种厌氧性处理装置，其包括：在污泥中添加絮凝剂而制备絮凝污泥的絮凝槽；将该絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12wt%的污泥浓缩物和分离液，制备污泥浓缩物的预处理污泥浓缩装置；将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化装置；将该厌氧性消化装置中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自所述分离液以及水的至少任一种混合而制备消化污泥絮凝物的消化污泥絮凝装置；以及对将该消化污泥絮凝物固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的脱水装置。

[0020] 在本发明的处理方法中，在预处理工序中固液分离而制备的污泥浓缩物含有4～12wt%的、为现有方法的1.5～2倍以上的高浓度的污泥。为了将该污泥浓缩物厌氧性消化处理，本发明的厌氧性消化污泥具有比现有方法的厌氧性消化污泥更高的M碱度和氨浓度。因此，想要在厌氧性消化污泥中直接添加絮凝剂而获得可脱水的絮凝物（floc）时，需要大量的絮凝剂。因此，在本发明中，为了获得可脱水的消化污泥絮凝物，将预处理工序中获得的分离液或水的至少任一种与厌氧性消化污泥混合，将厌氧性消化污泥稀释，通过厌氧性消化污泥与添加的絮凝剂的污泥絮凝反应而平稳地生成消化污泥絮凝物，从而实现絮凝剂注入量的降低。另外，在本发明的预处理工序中，为了将添加絮凝剂而制备的絮凝污泥分离为污泥浓缩物和分离液，磷等水溶性或者亲水性的有用资源在分离液中含有，可以有效地回收有用资源。此外，由于能够回收有用资源的预处理工序在厌氧性消化工序之前进行，输送到厌氧性消化工序的污泥浓缩物中的磷、硅氧烷等降低，且由于污泥浓度为高浓度，因此可以降低厌氧性消化槽中的含有磷、硅氧烷等的析出物的产生。

[0021] 在本发明中，除非另有规定，“%”是指“质量%”。本发明的厌氧性处理装置可以适宜地具有用于在上述各固有装置之间输送污泥的单元，例如配管、泵、阀门等。

[0022] 发明的效果

[0023] 根据本发明，通过废水处理场等中的污泥的厌氧性消化，将有机物分解，并且可以有效地回收生物气（尤其甲烷气体），由此，可以显著地提高能量回收效率。尤其，针对现有处理方法中必需大容量厌氧性消化设备、用于消化污泥处理的化学品费用高昂且污泥是难脱水性的、脱水污泥含水率难以降低的技术课题，在本发明中，可以在低运行成本的浓缩装置中将污泥高度浓缩，且可以大幅削减厌氧性消化容量，此外，还可以进行难脱水性的厌氧性消化污泥的脱水操作改善，从而可以实现能够有效将消化污泥脱水处理的低成本的厌氧性消化系统。另外，本发明可以将厌氧性消化槽中的磷、钙、硅氧烷等的引入量降低至以往的大致一半，进而可以降低厌氧性消化槽中的含有磷、钙、硅氧烷等的析出物的产生，有助于厌氧性消化槽和配管等的维持、管理费用的降低，同时可以有效地回收磷等有用资源。附图说明

[0024] 图1所示为本发明的实施方式的处理装置的构成的说明图。

[0025] 图2所示为本发明的实施方式的处理装置的构成的说明图。

[0026] 图3所示为本发明的实施方式的处理装置的构成的说明图。

[0027] 图4所示为本发明的实施方式的处理装置的构成的说明图。

[0028] 图5所示为本发明的实施方式的处理装置的构成的说明图。

[0029] 图6所示为现有的处理装置的构成的说明图。

具体实施方式

[0030] 以下适当参照附图来更详细说明本发明。

[0031] 本发明的厌氧性处理方法包括：将在污泥中添加絮凝剂而制备的絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12wt%的污泥浓缩物和分离液的预处理工序；将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化工序；将该厌氧性消化工序中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自所述分离液以及水中的至少任一种混合，制备消化污泥絮凝物的工序；以及对将该消化污泥絮凝物固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的工序。

[0032] 在本发明中，“污泥”是指在处理污水、粪尿、厨房垃圾等有机系物质的工序中排出的污泥。

[0033] 作为本发明中处理的污泥，优选是选自由废水处理设备的最初沉淀池产生的初沉污泥和由最终沉淀池产生的剩余污泥中的至少一种，更优选是来自两者的混合污泥。该污泥优选贮存在贮存槽中，进行重力浓缩。

[0034] 在由贮存槽排出的污泥中添加絮凝剂，制备絮凝污泥。絮凝剂的添加量相对于污泥的SS（Suspended Solids，悬浮颗粒）优选为0.2～1.0wt%，更优选为0.3～0.6wt%。

[0035] 作为絮凝剂，可以没有特别限制地使用常用的絮凝剂。例如，可列举出聚合硫酸铁或PAC、硫酸铝等无机系絮凝剂以及有机高分子絮凝剂（以下也称为高分子絮凝剂）等，各自可以单独或组合使用，优选至少含有高分子絮凝剂。作为高分子絮凝剂，可列举出阳离子系、阴离子系、两性系等，例如，可列举出脒系絮凝剂、丙烯酰胺系絮凝剂、丙烯酸系絮凝剂等。

[0036] 以下按照工序来说明本发明的厌氧性处理方法。

[0037] <预处理工序>

[0038] 该预处理工序是将在污泥中添加絮凝剂而制备的絮凝污泥固液分离为污泥浓度4～12wt%的污泥浓缩物和分离液的污泥浓缩工序。在现有的处理方法中，由于添加高分子絮凝剂而将污泥浓缩，因此，浓缩至3～4wt%，至多4～5wt%左右的污泥浓度是极限。在本发明中，达到污泥浓度4～12wt%的高浓度化是可能的。另一方面，分离液中含有磷、钙、硅氧烷等。

[0039] <厌氧性消化工序>

[0040] 接着，将上述污泥浓缩物输送到厌氧性消化工序中，回收在厌氧性消化的同时产生的生物气。优选的是，污泥浓缩物的消化在30～60℃，优选在30～40℃的中温消化区域或50～60℃的高温消化区域进行。厌氧性消化时的适合pH为pH6～8.5，最优选为pH6.5～8.0。

[0041] 将含有许多油脂成分的下述有机性废液或废弃物混合消化时，温度高时，中性脂肪、高级脂肪酸的分散性增加，因此优先选择50～60℃的高温消化方法。另一方面，污泥的厌氧性消化中生成的氨在高pH和高温区中容易解离，因此，在高温消化中需要注意容易受+到氨阻碍的这一点。作为消化液中NH4-N浓度，在中温消化中为3,500mg/L以上，在高温消化中为2,000mg/L以上时，甲烷生成反应受到阻碍。这些操作条件考虑浓缩污泥的污泥浓度、污泥性状、厌氧性消化时的水量变动、目标处理水质来确定。

[0042] 厌氧性消化工序更优选包括：在处理温度30～60℃、HRT（水力停留时间：Hydraulic retention time）1～3天的条件下对所述污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的前段消化工序，以及将该前段消化工序中处理的消化污泥进行甲烷发酵处理，制备厌氧性消化污泥的甲烷发酵工序。

[0043] 该前段消化工序具有促进后段的甲烷发酵工序的厌氧性处理的功能，用于降低甲烷发酵工序的HRT、使生物气的回收有效化和稳定化、稳定地维持高的粗浮游物含有率、降低发酵液粘度。另外，可以在前段消化工序中进行SS浓度的调整。

[0044] 甲烷发酵工序优选在处理温度30～60℃且HRT12～20天的条件下进行，优选以使得相对于SS的粗浮游物含有率为3～20%的方式制备厌氧性消化污泥。上述粗浮游物含有率的粗浮游物是指纤维素等纤维状物质、粒状物质等。该HRT更优选为12～15天，粗浮游物含有率更优选为5～18%。通过将粗浮游物含有率设定为上述范围，可以改善消化污泥浓缩物的脱水性，实现脱水滤饼的含水率降低。

[0045] 另外，本发明的厌氧性消化工序中，可以将从外部，即本发明中实施的废水处理场的系统外部运进的有机性废液或废弃物与污泥一起处理。来自外部的有机性废液或废弃物至少含有从工厂、污水处理厂等的设备排出的有机化合物，可以含有污泥、草本类等。来自外部的有机性废液或废弃物可以输入到预处理工序、前段消化工序和甲烷发酵工序的任何一个中。来自外部的有机性废液或废弃物与污泥一起厌氧性消化时，优选将该有机性废液或废弃物的浆料TS（Total Solids）浓度调整至1～15%（进一步优选为3～10%），在达到相对于污泥浓缩物的TS为120%以下（更优选5～100%）的浆料TS比的混合条件下添加。其中，浆料TS浓度是指浆料中的TS浓度，浆料TS比是指浆料中含有的输入物质的TS比率。浆料TS浓度考虑有机性废液或废弃物的种类、浓度、状态、输入频率等来确定。另外，从外部输入的有机性废液或废弃物根据需要在进行物理性、化学性、生物性分解处理之后引入到厌氧性消化工序中时，可以使消化反应稳定化，因而是优选的。作为处理方式的一个例子，可适宜地列举出湿式破碎、干式粉碎、热处理、高温高压处理、酸或碱处理、生物可溶化或酸发酵处理等。

[0046] <消化污泥絮凝物制备工序>

[0047] 接着，将厌氧性消化工序中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自预处理工序的分离液以及水的至少任一种混合，制备消化污泥絮凝物。

[0048] 作为在厌氧性消化污泥中添加的絮凝剂，高分子絮凝剂等是优选的。另外，聚合硫酸铁或PAC等无机系絮凝助剂与高分子絮凝剂的组合使用有时也可有效用于提高分离液的澄清度。作为高分子絮凝剂，可以使用比较廉价的阳离子聚合物系絮凝剂例如丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、阳离子度比阴离子度高的两性系絮凝剂等，但也可以使用高价的脒系絮凝剂。作为丙烯酸酯系，分子量300～600万由于获得了沉降分离性高的消化污泥絮凝物而是优选的。

[0049] 絮凝剂的添加量根据厌氧性消化污泥的性状而变动，为了提高消化污泥絮凝物的沉降分离性，优选是絮凝物的絮凝粒径达到数毫米左右的添加量。具体而言，以相对于厌氧性消化污泥中的SS为1.0～2.5%的范围，优选1.5～2.0%的范围添加絮凝剂，使得絮凝物的絮凝粒径为5～20mm的范围，优选为10～20mm的范围。

[0050] 消化污泥絮凝物制备工序中使用的分离液或水（也称为“稀释水”）具有稀释厌氧性消化污泥的功能。通过利用分离液或水的浓缩污泥的稀释，将污泥的电导率调整至1200mS/m以下，优选750mS/m以下，将污泥的M碱度调整至4000mg/l以下，优选2500mg/l以下，将污泥的温度调整至35℃以上，优选50～75℃。稀释的污泥的温度可以通过添加上述温度范围的分离液或水来调整，或者可以在添加后加热。稀释水除了预处理工序中获得的分离液、通常的饮用水等以外，只要是满足溶解成分等的浓度较小等水质条件（导电率为
500mS/m以下、M碱度为1500mg/L以下、SS为1500mg/L以下、CODCr为15000mg/L以下）的水，可以使用处理工厂内的任何工艺水。另外，还可以使用活性污泥处理水、生物除臭装置废液等生物处理水。

[0051] 将所得消化污泥絮凝物进行固液分离，制备消化污泥浓缩物和分离液。消化污泥浓缩物的浓缩倍率优选为2.5～8倍左右。在此处，浓缩倍率是指将消化污泥絮凝物的容积除以消化污泥浓缩物的容积而获得的值。

[0052] 在固液分离过的消化污泥浓缩物中再次添加絮凝剂和根据需要的稀释水，制备再浓缩絮凝污泥。此时使用的絮凝剂和稀释水可以是消化污泥絮凝物制备工序中使用的絮凝剂和稀释水。再浓缩絮凝污泥具有充分的脱水性时（浓缩絮凝污泥的TS浓度为4～15wt%的范围，优选为6～10wt%），作为最终消化污泥絮凝物输送到脱水工序中。然而，该再浓缩絮凝污泥没有充分的脱水性时，或者当初设计上视为必要时（浓缩絮凝污泥的TS浓度低于4wt%时）等，例如可以重复上述絮凝剂再注入和后续的固液分离或仅仅重复固液分离。用于絮凝剂再注入的絮凝剂可以使用与消化污泥絮凝物制备工序中使用的絮凝剂相同的絮凝剂，也可以使用不同的絮凝剂。

[0053] 最终消化污泥絮凝物优选是具有即使经受后段的脱水工序中的剪切力之后其粒状的絮凝物形状也稍微残留的程度的强度的絮凝物。对用于获得这种消化污泥絮凝物的絮凝剂没有特别限制，优选是高分子絮凝剂。作为高分子絮凝剂，可列举出用于上述絮凝污泥制备工序的高分子絮凝剂，可以与预处理工序的絮凝剂相同，也可以不同。

[0054] <脱水工序>

[0055] 接着，将消化污泥絮凝物脱水，固液分离为脱水滤饼和分离液。在本发明中，脱水滤饼的浓缩倍率优选为4～10倍左右。在此处，浓缩倍率是指将消化污泥絮凝物的容积除以脱水滤饼的容积而获得的值。在脱水滤饼制备工序中分离的分离液由于具有小的SS浓度、M碱度和电导率，因此适合作为制备消化污泥絮凝物的工序中使用的稀释水。脱水滤饼由于是低含盐且低含水率的，因此可再资源化，还适合于堆肥化、碳化、燃料化等二次加工等。

[0056] <磷及硅氧烷回收>

[0057] 预处理工序中获得的分离液中含有磷、钙、硅氧烷等。本发明中，含有它们的分离液的全部或一部分可以输送到回收或者除去磷、钙、硅氧烷等的工序中。磷的回收可以应用使用羟基磷灰石的接触脱磷法、使用磷酸镁铵的MAP法等。

[0058] 在MAP法中，可列举出以下方法：在反应槽例如上向流槽内预先填充MAP的晶种，另外，根据需要，在分离液中添加用于补充不足的MAP成分的药剂，例如MgCl2、Mg(OH)2等，进一步，根据需要，将分离液的pH调整至7.8～8.5，将分离液按照上向流通入到反应槽中，使MAP的粒径增大，将该具有增大粒径的MAP适当从反应槽排出，分离、回收。反应槽中生成的微细MAP从槽上部回收，返回到反应槽中。

[0059] 硅氧烷的回收可以通过利用活性炭、硅胶、沸石、聚合物（例如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等）等吸附剂将分离液作为气体乃至喷雾状吸附或者直接在液体状态下吸附的方法来进行。另外，根据需要，将氮气适当加热，在吸附有硅氧烷的吸附剂中通过，从而可以将硅氧烷脱离、回收。对于下述生物气，可以使用与上述同样的吸附剂来处理硅氧烷，用同样的方法将硅氧烷脱离、回收。

[0060] 本发明如上所述由于具有固液分离为分离液和污泥浓缩物的工序，因此与以往相比降低了磷、硅氧烷等在厌氧性消化装置中的导入量，进而降低在该装置中的包含磷、硅氧烷等的析出物的产生，具有有助于降低该装置或配管等的维持、管理费用的效果。

[0061] <厌氧性处理装置>

[0062] 本发明的厌氧性处理装置包括：在污泥中添加絮凝剂而制备絮凝污泥的絮凝槽；固液分离为污泥浓度4～12wt%的污泥浓缩物和分离液的预处理污泥浓缩装置；将该污泥浓缩物厌氧性消化并回收生物气的厌氧性消化装置；将该厌氧性消化装置中制备的厌氧性消化污泥与絮凝剂和选自所述分离液以及水的至少任一种混合而制备消化污泥絮凝物的消化污泥絮凝装置；以及对将该消化污泥絮凝物固液分离而获得的消化污泥浓缩物进行脱水的装置。

[0063] 絮凝槽可以是通常使用的絮凝槽。

[0064] 预处理污泥浓缩装置可以是将絮凝污泥固液分离为污泥浓缩物和分离液的固液分离槽。对固液分离槽没有特别限制，可列举出应用重力浓缩法的简单的槽、应用离心浓缩法的离心分离机、应用浮选浓缩法的分离机、使用筛网的分离机、缝隙型浓缩机等。其中，缝隙型浓缩机是优选的，例如，可列举出如上述日本特开2003-211293号公报（专利文献3）中记载的机械结构：将处理物用狭缝板（slit plate）接住，在形成有多个狭缝的狭缝板上，使周面突出的多个圆板利用旋转轴向处理物排出方向偏心旋转，处理物在狭缝板上向排出侧被输送，在该过程中，液体成分从狭缝内的与圆板之间的间隙落下而被过滤掉，处理物中的固体成分被分离捕集，进一步在上述狭缝板上设置与狭缝板的上表面接近并向在处理物的排出方向旋转的、对狭缝板上的捕集物进行压榨、脱液的带输送机。应用缝隙型浓缩机时，可以用低廉的运行成本稳定而可靠地实现4～12wt%的高浓度化。

[0065] 厌氧性消化装置至少包括厌氧性消化槽。对厌氧性消化槽没有特别限制，优选应用完全混合型消化槽。厌氧性消化槽为了实现槽内液的均质化、温度分布的均一化，同时防止浮渣的发生，搅拌是必需的，在本发明中，机械搅拌方式是最有效的，但根据设备环境、处理条件，附带泵搅拌方式、气体搅拌方式也是有效的。此外，只要是具备这些要件的水密且气密结构的消化槽即可，可以是钢筋混凝土结构或钢板制的任何一种，还可根据处理条件改造和更新现有的厌氧性消化槽来应用。另外，厌氧性消化装置优选包括：对污泥浓缩物进行可溶化和酸发酵处理的可溶化和酸发酵处理槽以及将在该槽中处理的消化污泥甲烷发酵处理的甲烷发酵槽。厌氧性消化装置优选包括：贮存来自外部的有机性废液或废弃物的外部生物气贮存装置；以及将从该外部生物气贮存装置排出的生物气导入到选自由所述贮存装置、进行可溶化和酸发酵处理的装置和甲烷发酵装置中的至少任一种装置中的机构和配管。

[0066] 消化污泥絮凝装置包括消化污泥絮凝槽、引入适当稀释的污泥的单元、絮凝剂添加单元、搅拌单元、加热单元、絮凝污泥的引出单元等。另外，可以具有用于稀释的配管内混合装置。

[0067] 本发明的厌氧性处理装置优选具有由消化污泥絮凝物制备消化污泥浓缩物的装置。

[0068] 制备消化污泥浓缩物的装置优选具有由絮凝剂制备絮凝污泥的污泥絮凝处理装置、将该絮凝污泥固液分离而制备浓缩絮凝污泥的絮凝污泥分离浓缩装置、在该浓缩絮凝污泥中添加絮凝剂而制备再浓缩污泥的装置。

[0069] 絮凝污泥分离浓缩装置是将絮凝污泥固液分离为浓缩絮凝污泥和分离液的装置。对絮凝污泥分离浓缩装置没有特别限制，可列举出使用应用重力浓缩法的简单的槽、应用离心浓缩法的离心分离机、应用浮选浓缩法的分离机、使用筛网的分离机等。其中，优选具有筛网的固液分离装置，例如，可列举出可通过按照一定间隔平行排列的多个筛网以及在相邻的该筛网之间旋转的多个圆盘，将相邻的该筛网之间的间隙的絮凝污泥物理性排除，同时可分离为浓缩絮凝污泥和分离水的固液分离装置。其中，筛网的缝隙宽度原理上小于消化污泥絮凝物的絮凝粒径，优选为0.1～2.5mm。

[0070] 再浓缩絮凝污泥制备装置适宜具有浓缩絮凝污泥导入单元、絮凝剂添加单元、搅拌单元、再浓缩絮凝污泥的引出单元等。

[0071] 对于将消化污泥浓缩物脱水的装置没有特别限制，通常可以使用与絮凝污泥分离浓缩装置原理上相同的装置，但与絮凝污泥分离浓缩装置相比，用于分离脱水滤饼的消化污泥絮凝物上的应力一般更高，可以采用公知的单元。脱水滤饼制备装置优选由在再浓缩絮凝污泥上赋予应力的手段和透过分离液、保持消化污泥絮凝物的过滤手段构成。作为在消化污泥絮凝物上赋予应力的手段，可列举出压力、离心等。作为过滤手段，可列举出开孔直径为0.1～2.5mm的筛网等。

[0072] 接着参照附图来进一步说明本发明的一个例子。

[0073] 图1所示为本发明的第一实施方式的方框流程图，是表示厌氧性处理装置的构成的说明图。

[0074] 污泥1被输送到贮存装置2中。接着，污泥1从贮存装置2排出，经由配管，输送到絮凝槽3中。在絮凝槽3中，将絮凝剂4添加到污泥1中，制备絮凝污泥5。絮凝污泥5被输送到预处理污泥浓缩槽6中，固液分离为污泥浓度4～12%的污泥浓缩物7和分离液8。污泥浓缩物7被输送到厌氧性消化装置9中，通过污泥的厌氧性消化，生成生物气10和厌氧性消化污泥11。生物气10输送到生物气罐101中，接着，生物气10被输送到气体利用设备102（例如燃气涡轮、生物气锅炉、煤气灯、干燥机热源等）或者剩余气体燃烧装置103中。厌氧性消化污泥11被输送到消化污泥絮凝装置12中。在预处理污泥浓缩槽6中形成的分离液8的一部分引入到消化污泥絮凝装置12中。在消化污泥絮凝装置12中，将分离液8和絮凝剂13添加到厌氧性消化污泥11中，形成消化污泥絮凝物15和分离液14。来自消化污泥絮凝装置12的消化污泥絮凝物15被输送到脱水装置16中，分离出分离液17的同时，制备脱水滤饼18。分离液8的一部分、分离液14和分离液17被输送到磷回收等废水处理设备104等中。其中，在生物气罐之前，可以设置硅氧烷除去或者回收装置。

[0075] 接着，图2所示为本发明的第二实施方式的方框流程图，是表示厌氧性处理装置的构成的说明图。在厌氧性消化的前段中进行可溶化和酸发酵处理。

[0076] 在图1的流程图中，在预处理污泥浓缩槽6中分离的污泥浓缩物7在被输送到厌氧性消化装置8中之前输送到可溶化和酸发酵处理装置9a中，生成实施了可溶化和酸发酵处理的消化污泥7a。消化污泥7a被输送到厌氧性消化装置9中，以后按照图1的流程进行处理。

[0077] 接着，图3所示为本发明的第三实施方式的方框流程图，是表示厌氧性处理装置的构成的说明图，厌氧性消化污泥利用絮凝剂的污泥絮凝处理分两次进行。

[0078] 在本流程中，将图2流程中厌氧性消化污泥11和分离液8的一部分输送到消化污泥絮凝槽12中，通过所添加的絮凝剂13分离出分离液14的同时制备消化污泥絮凝物15的工序进行如下改变。

[0079] 厌氧性消化污泥11和分离液8的一部分被输送到污泥絮凝处理装置12a中，通过所添加的絮凝剂13a，制备絮凝污泥12c。絮凝污泥12c引入到絮凝污泥分离浓缩装置14A中，固液分离为分离液14和浓缩絮凝污泥12d。接着，浓缩絮凝污泥12d被输送到再浓缩絮凝污泥制备装置12b中，通过所添加的絮凝剂13b制备再浓缩絮凝污泥，将这作为最终消化污泥絮凝物15。

[0080] 接着，图4所示为本发明的第四实施方式的方框流程图，是表示厌氧性处理装置的构成的说明图，在图3的流程中将生物处理水19添加到污泥絮凝处理装置12a中，将污泥稀释，其它处理与图3相同。

[0081] 作为该生物处理水，可列举出活性污泥处理水、生物除臭处理水、硝化脱氮处理水等。由于生物处理水的含有成分的种类及其浓度影响到絮凝剂的种类或添加量进而费用，因此，根据处理目的适当确定。

[0082] 接着，图5所示为本发明的第五实施方式的方框流程图，是表示厌氧性处理装置的构成的说明图，是在图4的流程中从外部运进的有机性废液或废弃物也进行厌氧性消耗处理，其它处理与图4相同。

[0083] 在本流程中，有机性废液或废弃物20作为浆料贮存在生物气贮槽21中，来自生物气贮槽21的浆料22根据需要调整TS浓度之后引入到贮存槽2、可溶化和酸发酵处理装置9a和厌氧性消化装置9的至少任一个中，并实施处理。

[0084] 上述图1～5的厌氧性处理装置可以自动控制，也可以间歇处理，也可以是其组合。另外，各种污泥的温度控制可以是自动化的。

[0085] 实施例

[0086] 以下说明本发明的实施例。对于来自A污水处理厂产生的污水污泥，进行本发明的厌氧性处理试验。需要说明的是，本发明不受该实施例任何限制。

[0087] 在试验中，在污泥中添加、混合0.4%（相对于SS的比率）阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万），进行絮凝处理，然后，在带有背压板的机械浓缩机中，固液分离为污泥浓缩物和分离液。表1中示出了污泥、污泥浓缩物、分离液的性状。

[0088] 表2中示出了厌氧性消化装置的厌氧性消化试验条件。在厌氧性处理试验中，使用耐热氯乙烯制的完全混合型消化试验装置（总容积30L，有效容积25L，夹套温水循环式）。另外，在可溶化和酸发酵装置中，使用东京理化器械（株）制发酵罐MDL（总容积10L的完全混合型，4L水深下运转）。在试验中，厌氧性消化装置（消化槽）在37℃下运转，可溶化和酸发酵装置（可溶化槽）中在45℃下运转。其中，比较例2中，进行55℃的高温厌氧性处理试验。原料投入使用管泵RP-60型（东京理化器械株式会社制），每天分4～8次在计时器控制下投入。

[0089] [实施例1]

[0090] 按照图1的流程实施。

[0091] [实施例2]

[0092] 按照图2的流程实施。其中，关于厌氧性消化污泥的脱水处理，将图3和图4所示的处理方法组合来进行。

[0093] [比较例]

[0094] 按照图6的流程实施。其中，消化污泥絮凝物15通过利用高分子絮凝剂的污泥絮凝来制备。

[0095] [表1]

[0096] 表1污水污泥试样的性状

[0097]污泥污泥浓缩物分离液
pH - 5.2 5.3 5.2
M碱度 (mg/L按CaCO3计) 600 950 530
TS (g/L) 29.5 72.7 -
VTS (%) 86 87 -
SS (g/L) 24.0 71.8 307※
VSS (%) 88 88 -
粗浮游物 (%，SS比) 37 35 -
Kj-N (mg/L) 1,730 4,280 431
T-P (mg/L) 615 1,360 156

[0098] ※单位:mg/L

[0099] [表2]

[0100] 表2厌氧性处理试验条件

[0101]

[0102] 其中，分析方法按照下述的方法进行。

[0103] ·TS（Total Solids，总蒸发残留物）：105℃蒸发残留物重量（JIS K0102）[0104] ·VTS（Volatile total solids，灼烧减量）：600℃灼烧减量（JIS K0102）[0105] ·SS（Suspended solids，悬浮颗粒）：利用离心分离法的在转速3,000rpm、10分钟下的沉淀物重量（JIS K0102）

[0106] ·VSS（Volatile suspended solids，挥发性悬浮颗粒）：悬浮颗粒的600℃ 灼烧减量（JIS K0102）

[0107] ·CODCr（化学氧消耗量）：重铬酸钾法（JIS K0102）

[0108] ·BOD（生物化学氧消耗量）：温克勒（Winkler）·叠氮化钠修正法（JIS K0102）[0109] ·蛋白质：（凯氏（Kjeldahl）氮-氨性氮）×6.25

[0110] ·挥发性有机酸（VFA）：高效液相色谱法（ERMA OPTICAL ERC-8710，检测器RI，柱Shodex RSpak KC-811，柱温度60℃，流动相0.1%磷酸）

[0111] ·甲烷气体、碳酸气：气相色谱仪（GL Science GC-323，检测器TCD，TCD电流值120A，分离柱Active Carbon30/60，柱温度95℃，载气He）

[0112] ·消化气体中的硅氧烷：将消化气体以0.6L/分钟的流通速度通入到己烷溶液中，捕集硅氧烷之后，浓缩，通过气相色谱-质谱联用仪GC/MS定量分析。在此处，通过定量分析来评价被认为在污水污泥消化气体中含量最多的环状硅氧烷的十甲基环戊硅氧烷（D5）浓度。

[0113] ·溶解性级分：GF/B（1μm）的滤液

[0114] ·M碱度：用0.1mol/L的盐酸溶液将利用离心分离机在转速3,000rpm、3分钟下获得的上清液滴定至pH4.8（污水试验方法）

[0115] ·粗浮游物：用公称尺寸74μm筛子的粗浮游物分析（污水试验方法）[0116] [表3]

[0117] 表3厌氧性处理结果

[0118]

[0119] 1）由各成分的投入污泥与消化液的差额算出

[0120] 2） D：消化率

[0121] VS1：投入污泥的有机成分（%）

[0122] VS2：消化污泥的有机成分（%）[0123] A1：投入污泥的无机成分（%）[0124] A2：消化污泥的无机成分（%）[0125] 如表3的厌氧性处理试验结果所示，在实施例1和2的厌氧性处理中，得到了与现有技术同等的TS分解率、VTS分解率、甲烷气体发生率的性能。

[0126] 另外，比较消化气体中的硅氧烷D5浓度时，在实施例1和2中，其含有率降低，据认为由于硅氧烷化合物吸附于以高浓度保持的消化污泥SS成分中，从而消化气体中的硅氧烷浓度变低。

[0127] 此外，比较粗浮游物时，可以看出，在实施例1和2中，其含有率增高，与现有的消化污泥相比，形成了对污泥脱水更有利的污泥条件。

[0128] 其中，比较例、实施例的任何消化槽中，没有发现挥发性有机酸的残留，因此认为厌氧性处理反应没有问题地进行。

[0129] 使用上述比较例1和2、实施例1和2中获得的厌氧性消化污泥，研究污泥脱水处理性能。污泥脱水使用阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万）。另外，脱水机使用压带式脱水机，脱水处理条件在滤布张力4.9kN/m、滤布速度1.0m/分钟下进行。

[0130] 首先，对比较例1和2的厌氧性消化污泥进行脱水处理，结果，高分子絮凝剂注入率和脱水滤饼含水率为表4的结果。

[0131] [表4]

[0132] 表4厌氧性消化污泥的脱水处理结果（1）

[0133]

[0134] 接着，实施例1和2中获得的厌氧性消化污泥的脱水处理结果、高分子絮凝剂注入率和脱水滤饼含水率的结果为表5的结果。在任何脱水方法中，相对于现有方法是高性能的，其中，可以看出，图4所示的絮凝剂分两次注入、组合使用生物处理水的处理方式是最有效的。其中，实施例1中获得的厌氧性消化污泥不用分离水稀释，直接注入高分子絮凝剂，将污泥絮凝、脱水处理时，高分子絮凝剂注入率为3.8%（相对于SS），脱水滤饼含水率为83%。

[0135] [表5]

[0136] 表5厌氧性消化污泥的脱水处理结果（2）

[0137]

[0138] ※所有试验中，厌氧性消化污泥:分离液的液量比率为1:0.5，在第一次絮凝剂注入工序中将分离液稀释混合，稀释混合时的M碱度为2500～3600mg/L

[0139] [实施例3]

[0140] 接着，根据图5，说明进行污水污泥和食品制造废弃物（废糖液和甜点系废产品）和河川占地割草的厌氧性处理的实施例。

[0141] <处理条件>

[0142] ·污水污泥量（初沉污泥与剩余污泥的混合污泥）30m3/天（TS浓度3.1%）[0143] ·食品制造废弃物运入量1.35t/天（TS浓度9.9%）

[0144] ·河川占地割草运入量0.15t/天（含水率70.0%）

[0145] ·生物气贮槽3m2×2个槽

[0146] <预处理固液分离装置（污水混合污泥用>

[0147] ·缝隙型浓缩机（筛网缝隙宽度1.0mm，带有背压板）

[0148] ·阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万）注入率0.4%（相对于SS的比率）[0149] ·污泥浓缩物量12t/天（TS浓度7.9%）

[0150] ·分离液量19.5m3/天（SS浓度395mg/L）

[0151] ·SS回收率97%

[0152] ·割草用粉碎装置

[0153] <厌氧性消化：可溶化和酸发酵装置（立式机械式搅拌机>

[0154] ·食品制造废弃物、河川占地割草、污泥浓缩物的混合物在可溶化和酸发酵装置中3
的投入量3m/天（浆料TS浓度：10%）

[0155] ·食品制造废弃物和河川占地割草的TS相对于污泥浓缩物的TS之比19%[0156] ·HRT2天

[0157] ·有效容积6m3

[0158] ·水温45℃

[0159] <厌氧性消化：厌氧性消化装置（立式机械式搅拌机）>

[0160] ·厌氧性消化装置中的投入量13.5m3/天

[0161] ·HRT14.8天

[0162] ·有效容积200m3

[0163] ·水温：37℃

[0164] <厌氧性消化污泥的絮凝处理工序>

[0165] ·缝隙型浓缩机（筛网缝隙宽度1.0mm）

[0166] ·污泥分离液的混合量10.5m3/天（M碱度690mg CaCO3/L）

[0167] ·生物除臭装置废液的混合量3.5m3/天（M碱度1250mg/L）

[0168] ·阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万）注入率1.7%（相对于SS的比率）[0169] （注入率明细：前段絮凝槽的注入率1.3%，再絮凝槽的注入率0.4%）[0170] <脱水机>

[0171] ·螺旋压力机型脱水机

[0172] <发电机>

[0173] ·微型燃气涡轮发电机

[0174] <处理结果>

[0175] ·厌氧性消化污泥性状（TS浓度3.9%，VTS68%，SS浓度3.0%，M碱度8900mg CaCO3/L，粗浮游物含有率16.7%（相对于SS的比率））

[0176] ·生物气产生量570m3/天（NTP）

[0177] ·甲烷气体产生量365m3/天（NTP）

[0178] ·甲烷气体浓度64%

[0179] ·甲烷气体产生率0.37m3/投入kg VTS（NTP）

[0180] ·生物气中的硅氧烷D5浓度2.3mg/m3

[0181] ·发电量686kwh/天

[0182] ·脱水滤饼产生量2.1t/天（含水率77%）

[0183] ·废水量37.6m3/天

[0184] 如上所述，可以看出，根据本发明，通过与以往相比显著小型化的厌氧性消化装置，可以将污泥、有机性废弃物厌氧性处理，稳定地产生优质的生物气，可以进行生物气发3
电。在现有方法的HRT20～30天的处理方式中，需要设置厌氧性消化槽630～945m，与此相
3
对，本发明中，由于是206m的厌氧性消化装置，因此，可在厌氧槽规模缩小至现有的1/3～
1/4的系统中进行厌氧性处理。此外，所产生的厌氧性消化污泥可通过容易的操作以低成本絮凝和脱水，所得脱水滤饼含水率77%与现有的82%左右相比是低含水率的（参照表4），外观与现有产品没有变化，没有令人不快的气味，并且是卫生的。

[0185] [实施例4]

[0186] 与实施例3同样地，根据图5，在污水处理场中，进行污水污泥和食品制造废弃物（果汁用柑桔糟粕）的厌氧性处理。污水污泥为重力浓缩的初沉浓缩污泥和剩余污泥的混合污泥，实施污泥浓缩。厌氧性消化在污水污泥与柑桔糟粕的各固形物量在基本等量的混合比率下实施。

[0187] <处理条件>

[0188] ·污水污泥量（初沉污泥与剩余污泥的混合污泥）35m3/天

[0189] （初沉污泥：TS浓度3.88%，剩余污泥：TS浓度0.93%，混合污泥：TS浓度1.39%）[0190] ·食品制造废弃物运入量4.0t/天（TS浓度12.5%）

[0191] ·生物气贮槽3m2×2个槽

[0192] <预处理固液分离装置（污水混合污泥用>

[0193] ·缝隙型浓缩机（筛网缝隙宽度1.0mm，带有背压板）

[0194] ·阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万，溶液浓度2.0g/L）注入量0.95m3/天

[0195] ·高分子絮凝剂注入率0.44%（相对于SS的比率）

[0196] ·污泥浓缩物量6.2t/天（TS浓度7.5%）

[0197] ·分离液量29.8m3/天（SS浓度230mg/L）

[0198] ·SS回收率98%

[0199] <食品制造废弃物的可溶化和酸发酵装置>

[0200] ·6.0m3×1个槽，立式机械搅拌机，37℃加热

[0201] ·食品制造废弃物的TS相对于污泥浓缩物的TS之比102%

[0202] <厌氧性消化装置（立式机械式搅拌机>

[0203] ·厌氧性消化装置中的投入量10.2m3/天

[0204] ·HRT19.6天

[0205] ·有效容积200m3

[0206] ·水温37℃

[0207] <厌氧性消化污泥的絮凝处理工序>

[0208] ·缝隙型浓缩机（筛网缝隙宽度1.0mm）

[0209] ·污泥分离液的混合量2.0m3/天（M碱度320mg CaCO3/L）

[0210] ·阳离子性高分子絮凝剂（平均分子量300万）注入率1.6%（相对于SS的比率）[0211] ·絮凝剂注入工序1次

[0212] <脱水机>

[0213] ·螺旋压力机型脱水机

[0214] <发电机>

[0215] ·微型燃气涡轮发电机

[0216] <处理结果>

[0217] ·厌氧性消化污泥性状（TS浓度3.8%，VTS 70%，SS浓度3.2%，M碱度4490mg CaCO3/L，粗浮游物含有率12.1%（相对于SS的比率））

[0218] ·生物气产生量591m3/天（NTP）

[0219] ·甲烷气体产生量349m3/天（NTP）

[0220] ·甲烷气体浓度59%

[0221] ·甲烷气体产生率0.38m3/投入kg VTS（NTP）

[0222] ·生物气中的硅氧烷D5浓度1.2mg/m3

[0223] ·发电量656kwh/天

[0224] ·脱水滤饼产生量1.6t/天（含水率78%）

[0225] ·废水量41.5m3/天

[0226] 如上所述，可以看出，在利用本发明的污水污泥浓缩中，对于没有机械浓缩而仅仅重力浓缩的初沉浓缩污泥和剩余污泥的混合污泥（TS浓度1.39%），可以有效浓缩处理至TS浓度7.5%（污泥浓缩倍率约5.4倍），可以省略目前大多应用的各种机械浓缩设备。而且，在本发明中，在显著小型化的厌氧性消化装置中，即使浓缩污泥和柑桔糟粕的各固形物量以基本等量的混合比率进行厌氧性消化处理，也可稳定地产生优质的生物气。此外，所产生的厌氧性消化污泥与实施例3同样地可通过容易的操作以低成本絮凝和脱水，所得脱水滤饼含水率78%与以往相比是低含水率的。

[0227] [实施例5]

[0228] 研究实施例3和4中产生的废液和脱水滤饼的有效利用。将由相当于本发明的预处理工序的污水污泥的固液分离产生的分离液和脱水工序的脱水分离液回收的磷、由厌氧性消化污泥浓缩物的脱水工序产生的脱水滤饼进行堆肥化。

[0229] <处理条件>

[0230] （1）污泥的固液分离废液的磷回收（MAP法）

[0231] ·反应时的pH8.3，Mg浓度为30mg/l以上

[0232] ·单槽式反应器（反应部：直径35cm×高度2.2m，沉淀部：直径80cm×高度1.8m，预先填充粒径约0.4～1.0mm的晶种）

[0233] ·磷容积负荷20kg-P/m3·天

[0234] （2）脱水滤饼的堆肥化

[0235] ·堆肥化试验装置15m3（高速堆肥化立式发酵槽）

[0236] ·脱水污泥的水分调整将污泥机械干燥，含水率45～55%

[0237] ·不添加辅助材料

[0238] ·堆肥化时的通气速度0.15m3/t·分钟

[0239] <处理结果>

[0240] [表6]

[0241] 表6磷回收

[0242]

[0243] [表7]

[0244] 表7产品堆肥性状

[0245]

[0246] 从以上可以看出，在本发明中，从实施例3和4中产生的废液回收磷、脱水滤饼可以堆肥化，在品质上与现有产品（作为比较例，列举出厨房垃圾体系中温甲烷发酵污泥的堆肥性状）基本上没有变化。堆肥化的有机物分解率在实施例3的污泥中为24%，在实施例4中为28%。其中，脱水滤饼的高位发热量（Higher Heating Value）在实施例3的污泥中为17MJ/kg-dry，在实施例4的污泥中为17.3MJ/kg-dry，因此，将该脱水污泥机械干燥，具有可作为污泥燃料有效利用的品质[燃料化物（造粒干燥化物）的品质标准为发热量4000kal/kg以上（16.7MJ/kg以上）]。

[0247] 附图标记说明

[0248] 1…污泥，2…贮存槽，3…絮凝槽，4…絮凝剂，5…絮凝污泥，6…预处理污泥浓缩槽，7…污泥浓缩物，7a…消化污泥，8…分离液，9…厌氧性消化槽，9a…可溶化和酸发酵处理槽，10…生物气，11…厌氧性消化污泥，12…消化污泥絮凝装置，12a…污泥絮凝处理槽，12b…再浓缩絮凝污泥制备装置，12c…絮凝污泥，12d…浓缩絮凝污泥，14A…絮凝污泥分离浓缩装置，15…消化污泥絮凝物，13、13a、13b…絮凝剂，14…分离液，15…消化污泥絮凝物，
16…脱水装置，17…分离液，18…脱水滤饼，19…生物处理水，20…有机性废液或废弃物，
21…生物气贮槽，101…生物气罐，102…气体利用设备，103…剩余气体燃烧设备，104…废水处理设备。

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